DE102019008766A1 - Temperature control device for cooling charge air for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Temperiervorrichtung (1) mit einem ein Kältemittel (M) führenden Kreislaufsystem (4) mit zwei Kreislaufteilen (4.1, 4.2), wobei in einem ersten Kreislaufteil (4.1) ein mit dem Kältemittel (M) durchströmbarer erster Wärmetauscher (5), mittels welchem Wärme (Q) zwischen dem Kältemittel (M) und der Ladeluft (L) übertragbar ist, eingangsseitig mit einer Fördervorrichtung (6) zur Förderung des Kältemittels (M) und ausgangsseitig mit einer Druckseite (7.1) eines Ejektors (7) fluidisch gekoppelt ist, in einem strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kreislaufteil (4.1) geschalteten zweiten Kreislaufteil (4.2) ein zweiter Wärmetauscher (8), mittels welchem Wärme (Q) zwischen dem Kältemittel (M) und der Ladeluft (L) übertragbar ist, eingangsseitig mit einem Expansionsventil (9) und ausgangsseitig mit einer Saugseite (7.2) des Ejektors (7) fluidisch gekoppelt ist und in Strömungsrichtung nach einem Ausgang des Ejektors (7) ein von dem Kältemittel (M) durchströmbarer dritter Wärmetauscher (10) fluidisch mit dem Ejektor (7) gekoppelt ist und sich das Kreislaufsystem (4) in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem dritten Wärmetauscher (10) an einer Abzweigung (12) in den ersten Kreislaufteil (4.1) und zweiten Kreislaufteil (4.2) aufteilt. Erfindungsgemäß ist das Kältemittel (M) 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten. Weiterhin liegt ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Temperiervorrichtung (1) vor.Temperature control device (1) with a refrigerant (M) leading circuit system (4) with two circuit parts (4.1, 4.2), wherein in a first circuit part (4.1) a first heat exchanger (5) through which the refrigerant (M) can flow, by means of which heat (Q) can be transferred between the refrigerant (M) and the charge air (L), is fluidically coupled on the input side to a conveying device (6) for conveying the refrigerant (M) and on the output side to a pressure side (7.1) of an ejector (7), in a second circuit part (4.2), connected fluidically parallel to the first circuit part (4.1), a second heat exchanger (8), by means of which heat (Q) can be transferred between the refrigerant (M) and the charge air (L), on the inlet side with an expansion valve (9) ) and is fluidically coupled on the outlet side to a suction side (7.2) of the ejector (7) and in the flow direction after an outlet of the ejector (7) a third heat exchanger (10) f through which the refrigerant (M) can flow is fluidly coupled to the ejector (7) and the circulatory system (4) is divided in the flow direction immediately after the third heat exchanger (10) at a branch (12) into the first circulatory part (4.1) and second circulatory part (4.2). According to the invention, the refrigerant (M) is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or a Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene. There is also a method for operating such a temperature control device (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung zum Temperieren von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a temperature control device for temperature control of charge air for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Temperiervorrichtung zum Temperieren von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The invention further relates to a method for operating a temperature control device for temperature control of charge air for an internal combustion engine according to the preamble of claim 4.

Aus der DE 10 2016 013 926 A1 ist eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem ein Kühlmedium führenden Kreislaufsystem bekannt. Das Kreislaufsystem weist einen mit dem Kühlmedium durchströmbaren, ersten Wärmeübertrager, mittels welchem Wärme zwischen dem Kühlmedium und der Ladeluft übertragbar ist, auf. Das Kreislaufsystem weist weiterhin einen Ejektor, mittels welchem das Kühlmedium mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, auf. Zusätzlich weist das Kreislaufsystem einen zweiten Wärmeübertrager auf, welcher parallel zu dem ersten Wärmeübertrager mit dem Kühlmedium durchströmbar ist und mittels welchem Wärme zwischen dem Kühlmedium und der Ladeluft übertragbar ist. Dabei ist der Ejektor in einer Fluidströmungsrichtung des Kreislaufsystems hinter dem ersten Wärmeübertrager und dem zweiten Wärmeübertrager angeordnet. Der erste Wärmeübertrager ist in einem ersten Kreislaufteil des Kreislaufsystems gemeinsam mit einer Fördereinrichtung zur Förderung des Kühlmediums angeordnet, wobei der erste Kreislaufteil in eine Druckseite des Ejektors mündet. Der zweite Wärmeübertrager ist gemeinsam mit einem Expansionsventil in einem zweiten Kreislaufteil des Kreislaufsystems angeordnet, wobei der zweite Kreislaufteil in eine Saugseite des Ejektors mündet. Bei einem Betrieb der Fördereinrichtung zur Förderung des Kühlmediums durch das Kreislaufsystem liegt durch Zusammenwirken des Expansionsventils und des Ejektors in dem zweiten Kreislaufteil ein geringerer Fluiddruck des Kühlmediums vor als in dem ersten Kreislaufteil.From the DE 10 2016 013 926 A1 a cooling device for cooling charge air for an internal combustion engine with a circulation system carrying a cooling medium is known. The circulatory system has a first heat exchanger through which the cooling medium can flow and by means of which heat can be transferred between the cooling medium and the charge air. The circulatory system also has an ejector, by means of which the cooling medium can be subjected to a negative pressure. In addition, the circulatory system has a second heat exchanger through which the cooling medium can flow parallel to the first heat exchanger and by means of which heat can be transferred between the cooling medium and the charge air. The ejector is arranged in a fluid flow direction of the circulatory system behind the first heat exchanger and the second heat exchanger. The first heat exchanger is arranged in a first circuit part of the circuit system together with a conveying device for conveying the cooling medium, the first circuit part opening into a pressure side of the ejector. The second heat exchanger is arranged together with an expansion valve in a second circuit part of the circuit system, the second circuit part opening into a suction side of the ejector. When the conveying device is operated to convey the cooling medium through the circulatory system, the interaction of the expansion valve and the ejector results in a lower fluid pressure of the cooling medium in the second circulatory part than in the first circulatory part.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Temperiervorrichtung zum Temperieren von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer solchen Temperiervorrichtung anzugeben.The invention is based on the object of specifying a temperature control device for controlling the temperature of charge air for an internal combustion engine, which is improved over the prior art, and an improved method for operating such a temperature control device.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Temperiervorrichtung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a temperature control device which has the features specified in claim 1 and by a method which has the features specified in claim 4.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject of the subclaims.

Eine Temperiervorrichtung zum Temperieren von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine umfasst ein ein Kältemittel führendes Kreislaufsystem mit zwei Kreislaufteilen. In einem ersten Kreislaufteil ist ein mit dem Kältemittel durchströmbarer erster Wärmetauscher, mittels welchem Wärme zwischen dem Kältemittel und der Ladeluft übertragbar ist, eingangsseitig mit einer Fördervorrichtung zur Förderung des Kältemittels und ausgangsseitig mit einer Druckseite eines Ejektors fluidisch gekoppelt. In einem strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kreislaufteil geschalteten zweiten Kreislaufteil ist ein zweiter Wärmetauscher, mittels welchem Wärme zwischen dem Kältemittel und der Ladeluft übertragbar ist, eingangsseitig mit einem Expansionsventil und ausgangsseitig mit einer Saugseite des Ejektors fluidisch gekoppelt. In Strömungsrichtung nach einem Ausgang des Ejektors ist ein von dem Kältemittel durchströmbarer dritter Wärmetauscher fluidisch mit dem Ejektor gekoppelt und das Kreislaufsystem teilt sich in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem dritten Wärmetauscher an einer Abzweigung in den ersten Kreislaufteil und zweiten Kreislaufteil auf.A temperature control device for temperature control of charge air for an internal combustion engine comprises a circulation system which carries a refrigerant and has two circulation parts. In a first circuit part, a first heat exchanger through which the refrigerant can flow, by means of which heat can be transferred between the refrigerant and the charge air, is fluidically coupled on the inlet side to a conveying device for conveying the refrigerant and on the outlet side to a pressure side of an ejector. In a second circuit part, connected fluidically parallel to the first circuit part, a second heat exchanger, by means of which heat can be transferred between the refrigerant and the charge air, is fluidically coupled on the inlet side to an expansion valve and on the outlet side to a suction side of the ejector. In the direction of flow after an outlet of the ejector, a third heat exchanger through which the refrigerant can flow is fluidly coupled to the ejector and the circuit system is divided into the first circuit part and the second circuit part in the flow direction immediately after the third heat exchanger at a junction.

Erfindungsgemäß ist das Kältemittel 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten, kurz R1336mzz, oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten, kurz R1336mzz-Z.According to the invention, the refrigerant is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, R1336mzz for short, or a Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, for short R1336mzz-Z.

Mittels der Temperiervorrichtung wird ein so genannter Stand-Alone-Kältemittelkreislauf realisiert, mittels welchem die Temperierung der Ladeluft von einer Umgebungstemperatur entkoppelt ist. Weiterhin ist die Temperiervorrichtung aufgrund der Verwendung des Ejektors besonders effizient, da der Ejektor die aus der Ladeluft abzuführende Wärme als Antriebsquelle verwendet. Als Stand-Alone Kältemittelkreislauf ist die Temperiervorrichtung ausgebildet, eine ausreichende Kühlung der Ladeluft, unabhängig von der Umgebungstemperatur und einem Motorbetrieb, sicherzustellen. A so-called stand-alone refrigerant circuit is implemented by means of the temperature control device, by means of which the temperature control of the charge air is decoupled from an ambient temperature. Furthermore, the temperature control device is particularly efficient due to the use of the ejector, since the ejector uses the heat to be removed from the charge air as a drive source. As a stand-alone refrigerant circuit, the temperature control device is designed to ensure adequate cooling of the charge air, regardless of the ambient temperature and engine operation.

Das als 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten ausgebildete Kältemittel weist gegenüber anderen Kältemedien, insbesondere gegenüber 2,3,3,3-Tetrafluorpropen, kurz R1234yf, ein geringeres Treibhauspotenzial (GWP) auf, so dass der Treibhauseffekt sinkt. Ferner weist das Kältemittel eine besonders hohe Sicherheitsklasse (A1) sowie eine besonders hohe thermische Stabilität von bis zu 250 °C auf und erfordert niedrigere Antriebsleistung der Fördervorrichtung. Dadurch wird einerseits die Nutzleistung der Verbrennungskraftmaschine gesteigert und andererseits ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz geleistet. Weiterhin werden Anforderungen gemäß der Emissionen im praktischen Fahrbetrieb, auch als Real Driving Emissions, kurz RDE, bezeichnet, erfüllt.The refrigerant, which is formed as 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, differs from other cooling media, in particular from 2,3,3,3-tetrafluoropropene, or R1234yf for short, has a lower global warming potential (GWP), so that the greenhouse effect is reduced. Furthermore, the refrigerant has a particularly high safety class (A1) and a particularly high thermal stability of up to 250 ° C. and requires a lower drive power of the delivery device. This on the one hand increases the useful power of the internal combustion engine and on the other hand makes an important contribution to climate protection. Furthermore, requirements according to the emissions in practical driving operation, also known as Real Driving Emissions, RDE for short, are met.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 schematisch ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Temperiervorrichtung zum Temperieren von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine,
  • 2 schematisch ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Temperiervorrichtung zum Temperieren von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine,
  • 3 schematisch eine hydraulische Leistung einer Fördervorrichtung einer Temperiervorrichtung in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Hochtemperatur-Massenstromes zu einem Gesamtmassenstrom verschiedener Kältemittel und
  • 4 schematisch einen Wirkungsgrad eines Ejektors einer Temperiervorrichtung in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Hochtemperatur-Massenstromes zu einem Gesamtmassenstrom verschiedener Kältemittel.
Show:
  • 1 schematically a circuit diagram of a first embodiment of a temperature control device for temperature control of charge air for an internal combustion engine,
  • 2 schematically a circuit diagram of a second embodiment of a temperature control device for temperature control of charge air for an internal combustion engine,
  • 3 schematically a hydraulic power of a conveying device of a temperature control device as a function of a ratio of a high temperature mass flow to a total mass flow of various refrigerants and
  • 4th schematically an efficiency of an ejector of a temperature control device as a function of a ratio of a high-temperature mass flow to a total mass flow of various refrigerants.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

In 1 ist ein Schaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Temperiervorrichtung 1 zum Temperieren von Ladeluft L eines Turboladers 2 für eine Verbrennungskraftmaschine 3 dargestellt.In 1 is a circuit diagram of a possible embodiment of a temperature control device 1 for temperature control of charge air L. a turbocharger 2 for an internal combustion engine 3 shown.

Es ist bekannt, dass zur Wirkungsgradsteigerung von Verbrennungskraftmaschinen 3 Teile einer Abgasenergie über den Turbolader 2 zurückgewonnen werden. Mit dieser Leistung wird Luft vor Eintritt in die Verbrennungskraftmaschine 3, d. h. die Ladeluft L, vorverdichtet, wodurch sich die Dichte der Luft erhöht und bei gleichem Volumen einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 3 mehr Sauerstoff zugeführt werden kann. Somit kann ein Hubraum der Verbrennungskraftmaschine 3 bei gleicher oder höherer Leistung reduziert werden, wodurch ein Kraftstoffverbrauch reduziert werden kann. Während der Verdichtung der Luft erhitzt sich diese jedoch stark und eine Ladeluftdichte sinkt, wodurch weniger Kraftstoff in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 3 eingespritzt werden kann und diese entsprechend nur eine geringere Leistung zur Verfügung stellen kann. Ferner erhöht die erhöhte Ladelufttemperatur eine Abgastemperatur und eine Klopfgefahr bei Ottomotoren. Um eine optimale Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine 3 sicherzustellen, das Klopfen in Ottomotoren zu vermeiden und eine Temperatur nach der Verbrennungskraftmaschine 3 aus Bauteilschutzgründen zu beschränken, wird die verdichtete Ladeluft L mittels der Temperiervorrichtung 1 vor Eintritt in die Verbrennungskraftmaschine 3 temperiert, insbesondere gekühlt.It is known that to increase the efficiency of internal combustion engines 3 Parts of an exhaust energy via the turbocharger 2 to be recovered. With this power, air is generated before it enters the internal combustion engine 3 , ie the charge air L. , pre-compressed, whereby the density of the air increases and with the same volume a combustion chamber of the internal combustion engine 3 more oxygen can be supplied. Thus, a cubic capacity of the internal combustion engine 3 can be reduced at the same or higher power, whereby fuel consumption can be reduced. During the compression of the air, however, it heats up strongly and a charge air density drops, as a result of which less fuel enters a combustion chamber of the internal combustion engine 3 can be injected and this can accordingly only provide a lower output. Furthermore, the increased charge air temperature increases the exhaust gas temperature and the risk of knocking in gasoline engines. To ensure optimal combustion in the internal combustion engine 3 ensure to avoid knocking in gasoline engines and a temperature after the internal combustion engine 3 For reasons of component protection, the compressed charge air is restricted L. by means of the temperature control device 1 before entering the internal combustion engine 3 tempered, especially cooled.

Die Temperiervorrichtung 1 umfasst ein ein Kältemittel M führendes Kreislaufsystem 4 mit zwei Kreislaufteilen 4.1, 4.2. Das Kältemittel M ist 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten.The temperature control device 1 includes a refrigerant M. leading circulatory system 4th with two circuit parts 4.1 , 4.2 . The refrigerant M. is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or a Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene.

In einem ersten Kreislaufteil 4.1 ist ein mit dem Kältemittel M durchströmter erster Wärmetauscher 5 vorgesehen. Mittels des ersten Wärmetauschers 5, beispielsweise einem Hochtemperatur-Wärmetauscher oder Hochtemperatur-Verdampfer, ist Wärme Q zwischen dem Kältemittel M und der Ladeluft L übertragbar. Dabei ist der erste Wärmetauscher 5 eingangsseitig mit einer Fördervorrichtung 6 zur Förderung des Kältemittels M, beispielsweise einer Förderpumpe oder einem Verdichter, und ausgangsseitig mit einer Druckseite 7.1 eines Ejektors 7 fluidisch gekoppelt.In a first part of the cycle 4.1 is one with the refrigerant M. flowed through first heat exchanger 5 intended. By means of the first heat exchanger 5 , for example a high temperature heat exchanger or high temperature evaporator, there is heat Q between the refrigerant M. and the charge air L. transferable. Here is the first heat exchanger 5 on the input side with a conveyor 6th for conveying the refrigerant M. , for example a feed pump or a compressor, and on the output side with a pressure side 7.1 an ejector 7th fluidically coupled.

In einem strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kreislaufteil 4.1 geschalteten zweiten Kreislaufteil 4.2 ist ein zweiter Wärmetauscher 8 vorgesehen. Mittels des zweiten Wärmetauschers 8, beispielsweise eines Niedertemperatur-Wärmetauschers oder Niedertemperatur-Verdampfers, ist Wärme Q zwischen dem Kältemittel M und der Ladeluft L übertragbar. Dabei ist der zweite Wärmetauscher 8 eingangsseitig mit einem Expansionsventil 9 und ausgangsseitig mittelbar mit einer Saugseite 7.2 des Ejektors 7 fluidisch gekoppelt.In a fluidically parallel to the first part of the circuit 4.1 switched second part of the circuit 4.2 is a second heat exchanger 8th intended. By means of the second heat exchanger 8th , for example a low-temperature heat exchanger or low-temperature evaporator, there is heat Q between the refrigerant M. and the charge air L. transferable. Here is the second heat exchanger 8th On the inlet side with an expansion valve 9 and indirectly with a suction side on the outlet side 7.2 of the ejector 7th fluidically coupled.

Das heißt, der erste Kreislaufteil 4.1 und der zweite Kreislaufteil 4.2 münden an der Druckseite 7.1 bzw. der Saugseite 7.2 des Ejektors 7 in diesen und sind so an diesem miteinander verbunden. Stromab des Ejektors 7 sind die beiden Kreislaufteile 4.1, 4.2 wieder getrennt.That is, the first part of the cycle 4.1 and the second circuit part 4.2 open on the pressure side 7.1 or the suction side 7.2 of the ejector 7th in these and are thus connected to one another at this. Downstream of the ejector 7th are the two parts of the cycle 4.1 , 4.2 separated again.

Dabei wird der Ejektor 7 beispielsweise nach einem sogenannten Venturi-Prinzip betrieben, so dass in dem ersten Kreislaufteil 4.1 ein größerer Fluiddruck des Kältemittels M herrscht als in dem zweiten Kreislaufteil 4.2. Somit wird in dem zweiten Wärmetauscher 8 das Kältemittel M mit einem geringeren Druck geführt als in dem ersten Wärmetauscher 5. Aufgrund des geringeren Druck kann das Kältemittel M im zweiten Kreislaufteil 4.2 und damit in dem zweiten Wärmetauscher 8 im Vergleich zum ersten Wärmetauscher 5 leichter verdampft werden und ein geringeres Temperaturniveau aufweisen. Dadurch ist eine besonders effiziente, stufenweise Kühlung der Ladeluft L und damit ein besonders effizientes Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 3 ermöglicht.This is where the ejector 7th operated for example according to a so-called Venturi principle, so that in the first part of the circuit 4.1 a greater fluid pressure of the refrigerant M. prevails than in the second part of the cycle 4.2 . Thus, in the second heat exchanger 8th the refrigerant M. out at a lower pressure than in the first heat exchanger 5 . Due to the lower pressure, the refrigerant can M. in the second part of the cycle 4.2 and thus in the second heat exchanger 8th compared to the first heat exchanger 5 are more easily evaporated and have a lower temperature level. This provides a particularly efficient, step-by-step cooling of the charge air L. and thus a particularly efficient operation of the internal combustion engine 3 enables.

Weiterhin ist der zweite Wärmetauscher 8 ausgangsseitig mit einer Wärmeabgabeseite 11.1 eines integrierten Wärmetauschers 11 fluidisch gekoppelt und die Fördervorrichtung 6 ist eingangsseitig mit einer Wärmeaufnahmeseite 11.2 des integrierten Wärmetauschers 11 fluidisch gekoppelt. In einer möglichen Ausgestaltung ist entfällt der integrierte Wärmetauscher 11.There is also the second heat exchanger 8th on the output side with a heat emission side 11.1 an integrated heat exchanger 11 fluidically coupled and the conveying device 6th is on the inlet side with a heat absorption side 11.2 of the integrated heat exchanger 11 fluidically coupled. In one possible embodiment, the integrated heat exchanger is omitted 11 .

In einem Betrieb der Temperiervorrichtung 1 tritt die vom Turbolader 2 verdichtete Ladeluft L in den ersten Wärmetauscher 5 ein und wird dort abgekühlt, bevor sie in der Verbrennungskraftmaschine 3 zugeführt wird. Dem Kältemittel M wird in einem insbesondere als Kondensator ausgebildeten weiteren Wärmetauscher 10 die von der Ladeluft L aufgenommene Wärme Q entzogen und beispielsweise an die Umgebungsluft abgegeben.In one operation of the temperature control device 1 occurs from the turbocharger 2 compressed charge air L. in the first heat exchanger 5 one and is cooled there before it is in the internal combustion engine 3 is fed. The refrigerant M. is in a further heat exchanger designed in particular as a condenser 10 those of the charge air L. absorbed heat Q is withdrawn and given off, for example, to the ambient air.

Nach Austritt aus dem weiteren Wärmetauscher 10 teilt sich das Kreislaufsystem 4 an einer Abzweigung 12, welche beispielsweise als Regelventil ausgebildet ist, in die zwei Kreislaufteile 4.1, 4.2 auf. Dabei regelt die als Regelventil ausgebildete Abzweigung 12 eine Massenstromaufteilung zwischen dem ersten Kreislaufteil 4.1 und dem zweiten Kreislaufteil 4.2.After exiting the further heat exchanger 10 divides the circulatory system 4th at a junction 12th , which is designed, for example, as a control valve, into the two circuit parts 4.1 , 4.2 on. The branch designed as a control valve regulates the process 12th a mass flow distribution between the first circuit part 4.1 and the second circuit part 4.2 .

Im ersten Kreislaufteil 4.1 wird ein Teil des Kältemittels M mittels der Wärmeaufnahmeseite 11.2 des integrierten Wärmetauschers 11, wenn dieser vorhanden ist, weiter abgekühlt und anschließend mittels der Fördervorrichtung 6 zum ersten Wärmetauscher 5 gefördert. Durch die Fördervorrichtung 6 erfährt das Kältemittel M eine Druckerhöhung im Vergleich zum weiteren Wärmetauscher 10. Im ersten Wärmetauscher 5 nimmt das Kältemittel M die Wärme Q aus der Ladeluft L auf, bevor es als Treibmassenstrom weiter zum Ejektor 7 strömt. Die Ladeluft L wird dabei von ihrer maximalen Temperatur bei Eintritt in den ersten Wärmetauscher 5 auf ein mittleres Temperaturniveau abgekühlt.In the first part of the cycle 4.1 becomes part of the refrigerant M. by means of the heat absorption side 11.2 of the integrated heat exchanger 11 If this is present, cooled further and then by means of the conveyor device 6th to the first heat exchanger 5 promoted. Through the conveyor 6th experiences the refrigerant M. an increase in pressure compared to the additional heat exchanger 10 . In the first heat exchanger 5 takes the refrigerant M. the heat Q from the charge air L. on before it continues as a propellant mass flow to the ejector 7th flows. The charge air L. is determined by its maximum temperature when entering the first heat exchanger 5 cooled to a medium temperature level.

Von dort strömt die Ladeluft L weiter in den zweiten Wärmetauscher 8, der die restliche, abzuführende Wärme Q der Ladeluft L an das im zweiten Kreislaufteil 4.2 geführte Kältemittel M abgibt. Hierbei kann eine Entspannung des Kältemittels M auf Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur erfolgen. Nach dem zweiten Kreislaufteil 4.2 wird das Kältemittel M in Strömungsrichtung nach dem weiteren Wärmetauscher 10 anhand eines Druckabfalls in dem insbesondere regelbaren Expansionsventil 9 auf ein niedrigeres Druck- und Temperaturniveau als am dritten Wärmetauscher 10 entspannt. Danach tritt das Kältemittel M in den zweiten Wärmetauscher 8 ein und entzieht der Ladeluft L zusätzliche Wärme Q. Danach wird das Kältemittel M mittels der Wärmeabgabeseite 11.1 des integrierten Wärmetauschers 11, soweit dieser vorhanden ist, weiter erhitzt, insbesondere überhitzt, vom Ejektor 7 angesaugt und vereint sich wieder mit dem Kältemittel M des ersten Kreislaufteils 4.1. Ein Temperaturniveau im zweiten Wärmetauscher 8 ist dabei über eine Drosselwirkung des Expansionsventils 9 einstellbar.The charge air flows from there L. further into the second heat exchanger 8th the remaining heat Q of the charge air to be dissipated L. to that in the second part of the cycle 4.2 guided refrigerants M. gives away. This can result in a relaxation of the refrigerant M. take place at temperatures below the ambient temperature. After the second part of the cycle 4.2 becomes the refrigerant M. in the direction of flow after the further heat exchanger 10 based on a pressure drop in the expansion valve, which can in particular be regulated 9 to a lower pressure and temperature level than on the third heat exchanger 10 relaxed. Then the refrigerant occurs M. into the second heat exchanger 8th and withdraws the charge air L. additional heat Q. After that, the refrigerant M. by means of the heat emission side 11.1 of the integrated heat exchanger 11 If this is available, it is further heated, in particular overheated, by the ejector 7th sucked in and reunites with the refrigerant M. of the first part of the circulatory system 4.1 . A temperature level in the second heat exchanger 8th is via a throttling effect of the expansion valve 9 adjustable.

Zu dieser Regelung umfasst das Expansionsventil 9 eine Regeleinheit 9.1, welche beispielsweise mit zumindest einem, in Strömungsrichtung unmittelbar nach einem Ausgang der Wärmeabgabeseite 11.1 des integrierten Wärmetauschers 11 angeordneten, nicht näher dargestellten Temperatursensor datentechnisch gekoppelt ist. Anhand von Signalen des Temperatursensors wird die Temperatur des überhitzten Kältemittels M in Strömungsrichtung nach dem Ausgang der Wärmeabgabeseite 11.1 ermittelt. In Abhängigkeit dieser Temperatur, deren Sollwert eine Regelgröße für das Expansionsventil 9 bildet, erfolgt die Regelung des Expansionsventils 9. Diese Regelung erfolgt dabei elektrisch und/oder thermisch, wobei mittels der Regelung sichergestellt werden kann, dass das Kältemittel M im integrierten Wärmetauscher 11 vollständig überhitzt wird.This control includes the expansion valve 9 a control unit 9.1 , which, for example, with at least one, in the flow direction immediately after an exit of the heat release side 11.1 of the integrated heat exchanger 11 arranged, not shown temperature sensor is data-coupled. The temperature of the superheated refrigerant is determined based on signals from the temperature sensor M. in the direction of flow after the exit of the heat release side 11.1 determined. Depending on this temperature, its setpoint is a controlled variable for the expansion valve 9 the expansion valve is regulated 9 . This regulation takes place electrically and / or thermally, whereby it can be ensured by means of the regulation that the refrigerant M. in the integrated heat exchanger 11 completely overheated.

Ein erreichbarer Massenstrom in Kombination mit einem erwünschten Temperaturniveau wird über eine regelbare Saugleistung des Ejektors 7 eingestellt. Dabei bildet das im ersten Kreislaufteil 4.1 geführte Kältemittel M nach dem ersten Wärmetauscher 5 einen Treibmassenstrom und dient durch Kopplung mit der Druckseite 7.1 des Ejektors 7 als Antriebsquelle desselben. In Abhängigkeit eines Zustands des Kältemittels M, beispielsweise als Nassdampf oder überhitztes Gas, einem Massenstrom und einer aufgenommenen Wärme Q stellt sich eine Saugleistung des Ejektors 7 ein. Der Treibmassenstrom wird in einer nicht näher dargestellten Treibdüse des Ejektors 7 entspannt und tritt beispielsweise mit Schallgeschwindigkeit in den Ejektor 7 ein. Beim Austritt aus der Treibdüse entsteht ein Unterdruck, welcher einen Massenstrom des Kältemittels M aus dem zweiten Wärmetauscher 8 des zweiten Kreislaufteils 4.2 ansaugt und daher als Düsenstrahlpumpe arbeitet. Im Ejektor 7 vereinen der Treibmassenstrom und der angesaugte Massenstrom des Kältemittels M und werden vor Austritt aus dem Ejektor 7 verlangsamt und auf ein gewünschtes Druckniveau entspannt. Dabei ist der Ejektor 7 mit einer statischen Geometrie oder regelbar ausgeführt. Ein regelbarer Ejektor 7 fungiert als weitere Stellgröße zur Regelung der Kühlleistung der Temperiervorrichtung 1.An achievable mass flow in combination with a desired temperature level is achieved via an adjustable suction power of the ejector 7th set. This forms the first part of the cycle 4.1 guided refrigerants M. after the first heat exchanger 5 a propellant mass flow and is used by coupling with the pressure side 7.1 of the ejector 7th as the drive source of the same. Depending on a state of the refrigerant M. , for example as wet steam or superheated gas, a mass flow and an absorbed heat Q, there is a suction power of the ejector 7th a. The propellant mass flow is in a propulsion nozzle, not shown in detail, of the ejector 7th relaxes and enters the ejector at the speed of sound, for example 7th a. When it emerges from the propellant nozzle, a negative pressure is created, which creates a mass flow of the refrigerant M. from the second heat exchanger 8th of the second part of the circuit 4.2 sucks in and therefore works as a jet pump. In the ejector 7th combine the propellant mass flow and the sucked in mass flow of the refrigerant M. and are before exiting the ejector 7th slowed down and relaxed to a desired pressure level. Here is the ejector 7th executed with a static geometry or controllable. An adjustable ejector 7th acts as a further manipulated variable to regulate the cooling capacity of the temperature control device 1 .

Insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen und/oder bei einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 3 im so genannten Teillastbereich ist keine Kühlung der Ladeluft L mit maximal möglicher Kühlleistung des Kühlkreislaufs erforderlich und es wird nur eine relativ geringe Menge an Wärme Q von den Wärmetauschern 5, 8 auf das Kältemittel M übertragen. Aufgrund der reduzierten abzuführenden Wärmemenge sinkt eine Effizienz des Ejektors 7, so dass eine von der Fördervorrichtung 6 aufzubringende Förderleistung zur Erzeugung einer Druckerhöhung am Ejektor 7 und somit der Energieverbrauch der Fördervorrichtung 6 steigen.In particular at low ambient temperatures and / or when the internal combustion engine is in operation 3 in the so-called partial load range there is no cooling of the charge air L. with the maximum possible cooling capacity of the cooling circuit required and only a relatively small amount of heat Q from the heat exchangers 5 , 8th on the refrigerant M. transfer. Due to the reduced amount of heat to be dissipated, the efficiency of the ejector decreases 7th so that one from the conveyor 6th Delivery rate to be applied to generate a pressure increase on the ejector 7th and thus the energy consumption of the conveyor 6th climb.

Um dies zu vermeiden, ist eine den Ejektor 7 umgehende, mittels einer Schalteinheit 13, beispielsweise eines Umschaltventils, schaltbare Bypassleitung 14 vorgesehen, welche eingangsseitig mit einem Ausgang des ersten Wärmetauschers 5 und ausgangsseitig über den dritten Wärmetauscher 10 mit einem Eingang der Fördervorrichtung 6 und dem Eingang des Expansionsventils 9 fluidisch gekoppelt ist.To avoid this, one is the ejector 7th immediate, by means of a switching unit 13th , for example a switching valve, switchable bypass line 14th provided, which on the input side with an output of the first heat exchanger 5 and on the output side via the third heat exchanger 10 with an input of the conveyor device 6th and the inlet of the expansion valve 9 is fluidically coupled.

Diese Bypassleitung 14 wird bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts der mittels der Kühlvorrichtung 1 zu erzeugenden Kühlleistung deaktiviert, so dass das Kältemittel M im ersten Kreislaufteil 4.1 vom Ausgang des Ejektors 7 über den dritten Wärmetauscher 10 und die Fördervorrichtung 6 zum ersten Wärmetauscher 5 und von diesem über die Druckseite 7.1 des Ejektors 7 zu dessen Ausgang geführt wird. Im zweiten Kreislaufteil 4.2 wird das Kältemittel M vom Ausgang des Ejektors 7 über das Expansionsventil 9 zum zweiten Wärmetauscher 8 und von diesem über die Saugseite 7.2 des Ejektors 7 zu dessen Ausgang geführt.This bypass line 14th is exceeded by means of the cooling device when a predetermined limit value is exceeded 1 to be generated cooling power deactivated, so that the refrigerant M. in the first part of the circulatory system 4.1 from the exit of the ejector 7th via the third heat exchanger 10 and the conveyor 6th to the first heat exchanger 5 and from this over the print side 7.1 of the ejector 7th to whose exit is led. In the second part of the cycle 4.2 becomes the refrigerant M. from the exit of the ejector 7th via the expansion valve 9 to the second heat exchanger 8th and from this via the suction side 7.2 of the ejector 7th led to its exit.

Bei Unterschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts der mittels der Kühlvorrichtung 1 zu erzeugenden Kühlleistung wird die Bypassleitung 14 dagegen aktiviert, so dass das Kältemittel M vom Ausgang der Bypassleitung 14 über den dritten Wärmetauscher 10 und die Fördervorrichtung 6 zum ersten Wärmetauscher 5 und von diesem zum Eingang der Bypassleitung 14 geführt wird. Somit werden nur der erste Wärmetauscher 5 und der dritte Wärmetauscher 10 betrieben, wohingegen der zweite Kreislaufteil 4.2 über das Expansionsventil 9 aufgrund einer fehlenden Saugleistung des Ejektors 7 abgeschaltet ist. Hierbei muss die Fördervorrichtung 6 keine Druckerhöhung am Ejektor 7, sondern lediglich einen reinen Volumentransport des Kältemittels M innerhalb des ersten Kreislaufteils 4.1 erzeugen.When falling below a predetermined limit value by means of the cooling device 1 The bypass line becomes the cooling power to be generated 14th on the other hand activated so that the refrigerant M. from the output of the bypass line 14th via the third heat exchanger 10 and the conveyor 6th to the first heat exchanger 5 and from this to the inlet of the bypass line 14th to be led. Thus, only the first heat exchanger 5 and the third heat exchanger 10 operated, whereas the second part of the circuit 4.2 via the expansion valve 9 due to a lack of suction power of the ejector 7th is switched off. The conveyor device must 6th no pressure increase at the ejector 7th , but only a pure volume transport of the refrigerant M. within the first part of the circulatory system 4.1 produce.

2 zeigt ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Temperiervorrichtung 1 zum Temperieren von Ladeluft L für eine Verbrennungskraftmaschine 3. 2 shows a circuit diagram of a second exemplary embodiment of a temperature control device 1 for temperature control of charge air L. for an internal combustion engine 3 .

Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Temperiervorrichtung 1 einen dem dritten Wärmetauscher 10 nachgeschalteten vierten Wärmetauscher 15, welcher als Tieftemperaturkühler zur Ausführung eines so genannten Subcooling ausgebildet ist. Mittels des vierten Wärmetauschers 15 wird die Temperatur des Kältemittels M, welches 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten ist, vor einem Eintritt in den ersten Wärmetauscher 5 weiter abgesenkt, so dass sich ein höherer Temperaturgradient zwischen dem Kältemittel M im zweiten Kreislaufteil 4.2 und der Ladeluft L im zweiten Wärmetauscher 8 einstellt. Somit kann ein verbesserter Wärmeabzug realisiert werden.In contrast to the in 1 The illustrated embodiment includes the temperature control device 1 one to the third heat exchanger 10 downstream fourth heat exchanger 15th , which is designed as a low-temperature cooler to carry out what is known as subcooling. By means of the fourth heat exchanger 15th becomes the temperature of the refrigerant M. which is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or a Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, before entering the first Heat exchanger 5 further lowered, so that there is a higher temperature gradient between the refrigerant M. in the second part of the cycle 4.2 and the charge air L. in the second heat exchanger 8th adjusts. An improved heat extraction can thus be realized.

In 3 ist eine hydraulische Leistung P der Fördervorrichtung 6 einer Temperiervorrichtung 1 in Abhängigkeit eines Verhältnisses eines Hochtemperatur-Massenstromes m1 zu einem Gesamtmassenstrom m2 des Kältemittels M, welches 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten ist, im Vergleich zu mehrerer anderen Kältemitteln M2 bis M7 dargestellt. Das heißt, 3 zeigt die hydraulische Leistung P der der Fördervorrichtung 6 mit verschiedenen Kältemitteln M, M2 bis M7 in Bezug auf eine Massenstromaufteilung zwischen Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Pfaden des Kreislaufsystems 4. 4 zeigt einen Wirkungsgrad η eines Ejektors 7 einer Temperiervorrichtung 1 in Abhängigkeit des Verhältnisses eines Hochtemperatur-Massenstromes m1 zu dem Gesamtmassenstrom m2 für die Kältemittel M, M2 bis M7.In 3 is a hydraulic power P of the delivery device 6th a temperature control device 1 as a function of a ratio of a high-temperature mass flow m1 to a total mass flow m2 of the refrigerant M. , which is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or a Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, compared to several other refrigerants M2 to M7. This means, 3 shows the hydraulic power P of the conveyor 6th with different refrigerants M. , M2 to M7 with regard to a mass flow distribution between high-temperature and low-temperature paths of the circulatory system 4th . 4th shows an efficiency η of an ejector 7th a temperature control device 1 depending on the ratio of a high-temperature mass flow m1 to the total mass flow m2 for the refrigerants M. , M2 to M7.

Dabei ist das Kältemittel M2 2,3,3,3-Tetrafluorpropen, kurz R1234yf, das Kältemittel M3 eine Mischung aus Dimetylether und Ammoniak, kurz R723, bei 42 bar Druck, das Kältemittel M4 Isobutan, das Kältemittel M5 trans-1,3,3,3-Tetrafluorprop-1-en, kurz R1234ze, das Kältemittel M6 1-Chloro-3,3,3-trifluoropropen, kurz R1233zD, und das Kältemittel M7 eine Mischung aus Dimetylether und Ammoniak, kurz R723.Here is the refrigerant M2 2,3,3,3-tetrafluoropropene, or R1234yf for short, is the refrigerant M3 a mixture of dimethyl ether and ammonia, or R723 for short, at 42 bar pressure, the refrigerant M4 isobutane, the refrigerant M5 trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene, or R1234ze for short, the refrigerant M6 1-chloro-3 , 3,3-trifluoropropene, R1233zD for short, and the M7 refrigerant is a mixture of dimethyl ether and ammonia, R723 for short.

Die in 4 dargestellten tiefliegenden Kurven der Kältemittel M und M6 zeigen ein bestehendes Potenzial einer Leistungsreduzierung bei einer besseren Anpassung der betrieblichen Rahmenbedingungen hin. Somit verschieben sich die Kurven gemäß 3 nach unten bei einer Anhebung der Kurven gemäß 4. Das ermöglicht eine Reduzierung einer Antriebsleistung der Fördervorrichtung 6 durch eine Verbesserung des Wirkungsgrads η des Ejektors 7.In the 4th shown low-lying curves of the refrigerants M. and M6 indicate an existing potential for a reduction in performance with a better adaptation of the operational framework conditions. Thus the curves shift accordingly 3 downwards when the curves are raised in accordance with 4th . This enables a drive power of the conveying device to be reduced 6th by improving the efficiency η of the ejector 7th .

Bei einer Betrachtung eines realistisch erreichbaren Wirkungsgrads η des Ejektors 7 (als maximal erreichbar sind η = 30 % angenommen) weisen das Kältemittel M und das Kältemittel M6 eine niedrigere hydraulische Leistung P im Vergleich zu den anderen Kältemitteln M2 bis M5, M6, M7 auf. Das Kältemittel M4 ist aufgrund einer hohen Brennbarkeit als sehr kritisch zu betrachten und erfordert auch eine deutlich höhere hydraulische Leistung P im Vergleich zu den Kältemitteln M, M6. Das Kältemittel M3 kann trotz einer deutlichen Druckerhöhung bis 42 bar keinen nennenswerten Vorteil gegenüber den Kältemitteln M und M6 vorweisen.When considering a realistically achievable degree of efficiency η of the ejector 7th (η = 30% are assumed to be the maximum achievable) indicate the refrigerant M. and the refrigerant M6 has a lower hydraulic power P compared to the other refrigerants M2 to M5, M6, M7. The refrigerant M4 is to be regarded as very critical due to its high flammability and also requires a significantly higher hydraulic power P compared to the refrigerants M. , M6. The refrigerant M3 Despite a significant pressure increase of up to 42 bar, there is no significant advantage over refrigerants M. and M6.

Aus dieser Hinsicht eignen sich die Kältemittel M und M6 für eine Verwendung der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele der Temperiervorrichtung 1, wobei das Kältemittel M6 aufgrund einer maximalen Betriebstemperatur von 175 °C für die Ladeluftkühlung bei einer Ladelufttemperatur von bis zu ca. 200 °C nicht geeignet ist. Somit ist das Kältemittel M, welches 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten ist, besonders vorteilhaft für den Einsatz in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Temperiervorrichtung 1.From this point of view, the refrigerants are suitable M. and M6 for use of the 1 and 2 illustrated embodiments of the temperature control device 1 , whereby the refrigerant M6 is not suitable for charge air cooling at a charge air temperature of up to approx. 200 ° C due to a maximum operating temperature of 175 ° C. So the refrigerant is M. , which is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or a Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene, particularly advantageous for use in the illustrated embodiments of the temperature control device 1 .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
TemperiervorrichtungTemperature control device
22
Turboladerturbocharger
33
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
44th
KreislaufsystemCirculatory system
4.14.1
KreislaufteilCirculatory part
4.24.2
KreislaufteilCirculatory part
55
WärmetauscherHeat exchanger
66th
FördervorrichtungConveyor
77th
EjektorEjector
7.17.1
DruckseitePrint side
7.27.2
SaugseiteSuction side
88th
WärmetauscherHeat exchanger
99
ExpansionsventilExpansion valve
9.19.1
RegeleinheitControl unit
1010
WärmetauscherHeat exchanger
1111
integrierter Wärmetauscherintegrated heat exchanger
11.111.1
WärmeabgabeseiteHeat release side
11.211.2
WärmeaufnahmeseiteHeat absorption side
1212th
AbzweigungJunction
1313th
SchalteinheitSwitching unit
1414th
BypassleitungBypass line
1515th
Wärmetauscher Heat exchanger
LL.
LadeluftCharge air
MM.
KältemittelRefrigerant
M2M2
KältemittelRefrigerant
M3M3
KältemittelRefrigerant

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016013926 A1 [0003]DE 102016013926 A1 [0003]

Claims (4)

Temperiervorrichtung (1) zum Temperieren von Ladeluft (L) für eine Verbrennungskraftmaschine (3) mit einem ein Kältemittel (M) führenden Kreislaufsystem (4) mit zwei Kreislaufteilen (4.1, 4.2), wobei - in einem ersten Kreislaufteil (4.1) ein mit dem Kältemittel (M) durchströmbarer erster Wärmetauscher (5), mittels welchem Wärme (Q) zwischen dem Kältemittel (M) und der Ladeluft (L) übertragbar ist, eingangsseitig mit einer Fördervorrichtung (6) zur Förderung des Kältemittels (M) und ausgangsseitig mit einer Druckseite (7.1) eines Ejektors (7) fluidisch gekoppelt ist, - in einem strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kreislaufteil (4.1) geschalteten zweiten Kreislaufteil (4.2) ein zweiter Wärmetauscher (8), mittels welchem Wärme (Q) zwischen dem Kältemittel (M) und der Ladeluft (L) übertragbar ist, eingangsseitig mit einem Expansionsventil (9) und ausgangsseitig mit einer Saugseite (7.2) des Ejektors (7) fluidisch gekoppelt ist und - in Strömungsrichtung nach einem Ausgang des Ejektors (7) ein von dem Kältemittel (M) durchströmbarer dritter Wärmetauscher (10) fluidisch mit dem Ejektor (7) gekoppelt ist und sich das Kreislaufsystem (4) in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem dritten Wärmetauscher (10) an einer Abzweigung (12) in den ersten Kreislaufteil (4.1) und zweiten Kreislaufteil (4.2) aufteilt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (M) 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten ist.Temperature control device (1) for controlling the temperature of charge air (L) for an internal combustion engine (3) with a refrigerant (M) leading circuit system (4) with two circuit parts (4.1, 4.2), wherein - in a first circuit part (4.1) one with the First heat exchanger (5) through which refrigerant (M) can flow and by means of which heat (Q) can be transferred between the refrigerant (M) and the charge air (L), on the inlet side with a conveying device (6) for conveying the refrigerant (M) and on the outlet side with a The pressure side (7.1) of an ejector (7) is fluidically coupled, - in a second circuit part (4.2) connected fluidically parallel to the first circuit part (4.1), a second heat exchanger (8), by means of which heat (Q) between the refrigerant (M) and the charge air (L) can be transmitted, is fluidically coupled on the inlet side to an expansion valve (9) and on the outlet side to a suction side (7.2) of the ejector (7) and - in the flow direction to an outlet of the ejector s (7) a third heat exchanger (10) through which the refrigerant (M) can flow is fluidically coupled to the ejector (7) and the circulatory system (4) in the flow direction immediately after the third heat exchanger (10) at a junction (12) in divides the first circuit part (4.1) and second circuit part (4.2), characterized in that the refrigerant (M) 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or a Z-isomer of 1.1, Is 1,4,4,4-hexafluoro-2-butene. Temperiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen der Abzweigung (12) und einem Eingang der Fördervorrichtung (6) eine Wärmeaufnahmeseite (11.2) eines integrierten Wärmetauschers (11) fluidisch mit dem ersten Kreislaufteil (4.1) gekoppelt ist und/oder - zwischen der Abzweigung (12) und einem Eingang des Expansionsventils (9) die Wärmeaufnahmeseite (11.2) des integrierten Wärmetauschers (11) fluidisch mit dem zweiten Kreislaufteil (4.2) gekoppelt ist.Temperature control device (1) according to Claim 1 , characterized in that - between the branch (12) and an inlet of the conveyor device (6) a heat absorption side (11.2) of an integrated heat exchanger (11) is fluidically coupled to the first circuit part (4.1) and / or - between the branch (12 ) and an input of the expansion valve (9), the heat absorption side (11.2) of the integrated heat exchanger (11) is fluidically coupled to the second circuit part (4.2). Temperiervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine den Ejektor (7) umgehende schaltbare Bypassleitung (14), welche eingangsseitig mit einem Ausgang des ersten Wärmetauschers (5) und ausgangsseitig zumindest mittelbar mit einem Eingang der Fördervorrichtung (6) und einem Eingang des Expansionsventils (9) fluidisch gekoppelt ist.Temperature control device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized by a switchable bypass line (14) bypassing the ejector (7), which is fluidically coupled on the inlet side to an outlet of the first heat exchanger (5) and on the outlet side at least indirectly to an inlet of the conveying device (6) and an inlet of the expansion valve (9) . Verfahren zum Betrieb einer Temperiervorrichtung (1) zum Temperieren von Ladeluft (L) für eine Verbrennungskraftmaschine (3) mit einem ein Kältemittel (M) führenden Kreislaufsystem (4) mit zwei Kreislaufteilen (4.1, 4.2), wobei - in einem ersten Kreislaufteil (4.1) ein mit dem Kältemittel (M) durchströmbarer erster Wärmetauscher (5), mittels welchem Wärme (Q) zwischen dem Kältemittel (M) und der Ladeluft (L) übertragen wird, eingangsseitig mit einer Fördervorrichtung (6) zur Förderung des Kältemittels (M) und ausgangsseitig mit einer Druckseite (7.1) eines Ejektors (7) fluidisch gekoppelt wird, - in einem strömungstechnisch parallel zu dem ersten Kreislaufteil (4.1) geschalteten zweiten Kreislaufteil (4.2) ein zweiter Wärmetauscher (8), mittels welchem Wärme (Q) zwischen dem Kältemittel (M) und der Ladeluft (L) übertragbar ist, eingangsseitig mit einem Expansionsventil (9) und ausgangsseitig mit einer Saugseite (7.2) des Ejektors (7) fluidisch gekoppelt wird und - in Strömungsrichtung nach einem Ausgang des Ejektors (7) ein von dem Kältemittel (M) durchströmbarer dritter Wärmetauscher (10) fluidisch mit dem Ejektor (7) gekoppelt wird und sich das Kreislaufsystem (4) in Strömungsrichtung unmittelbar nach dem dritten Wärmetauscher (10) an einer Abzweigung (12) in den ersten Kreislaufteil (4.1) und zweiten Kreislaufteil (4.2) aufteilt, dadurch gekennzeichnet, dass als Kältemittel (M) 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten oder ein Z-Isomer von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-buten verwendet wird.Method for operating a temperature control device (1) for controlling the temperature of charge air (L) for an internal combustion engine (3) with a circulation system (4) carrying a refrigerant (M) with two circulation parts (4.1, 4.2), wherein - in a first circulation part (4.1 ) a first heat exchanger (5) through which the refrigerant (M) can flow, by means of which heat (Q) is transferred between the refrigerant (M) and the charge air (L), on the input side with a conveying device (6) for conveying the refrigerant (M) and is fluidically coupled on the output side to a pressure side (7.1) of an ejector (7), - in a second circuit part (4.2) connected fluidically parallel to the first circuit part (4.1), a second heat exchanger (8), by means of which heat (Q) between the Refrigerant (M) and the charge air (L) can be transferred, is fluidically coupled on the inlet side with an expansion valve (9) and on the outlet side with a suction side (7.2) of the ejector (7) and - in the direction of flow after an outlet of the ejector (7), a third heat exchanger (10) through which the refrigerant (M) can flow is fluidly coupled to the ejector (7) and the circulatory system (4) is at a junction immediately after the third heat exchanger (10) in the direction of flow (12) divided into the first circuit part (4.1) and second circuit part (4.2), characterized in that the refrigerant (M) 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene or a Z-isomer of 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene is used.
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